(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の腐食の腐食状態を推測診断する鉄性導管腐食状態推測診断装置において、
土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地及び埋設深さを含む埋設状況を示す鉄性導管埋設状況情報、地図上に示された鉄性導管埋設状況情報に基づいて、決定されたボーリング位置情報、ボーリングによって採取された土壌について、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌電解質分析結果を示す土壌電解質分析情報、および採取された土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の含有量計測情報、
電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた、水分量情報、土壌電解質分析情報、および土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の含有量計測情報および鉄性導管の埋設期間から鉄性導管の耐用年数に対する耐用年数を超えての腐食量有無を予め定めた耐用年数腐食有無判定指標を記録する記録手段と、
取得された土壌について異なる計側方法で計測、取得された土壌電解質分析情報、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌中の鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設期間情報から、耐用年数腐食有無判定指標を用いて耐用年数を超えての、電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた腐食量有無データを取得する演算処理手段と、
画面に、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地との関連で、
取得された土壌電解質分析情報、当該土壌中の元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設年数に対比した形態で 前記腐食量有無データから取得された耐用年数を超えての腐食量有無情報が展開されたマトリックス状診断画像を表示する画像処理手段と、から構成されること
を特徴とする鉄性導管腐食状態推測診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載された鉄性導管腐食状態推測診断装置において、元素成分の含有量計測情報は、マグネシウム、カルシウムおよびマンガンの３元素成分の含有量計測情報であることを特徴とする鉄性導管腐食状態推測診断装置。
【請求項３】
土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の腐食の腐食状態を推測診断する鉄性導管腐食状態推測診断方法おいて、
記憶手段に、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地及び埋設深さを含む埋設状況を示す鉄性導管埋設状況情報、地図上に示された鉄性導管埋設状況情報に基づいて、決定されたボーリング位置情報、ボーリングによって採取された土壌について、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌電解質分析結果を示す土壌電解質分析情報、および採取された土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の含有量計測情報、
電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた、水分量情報、土壌電解質分析情報、および土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の含有量計測情報および鉄性導管の埋設期間から鉄性導管の耐用年数に対する耐用年数を超えての腐食量有無を予め定めた耐用年数腐食有無判定指標が記録され、
電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた、耐用年数を超えての腐食量有無データが、取得された土壌について異なる計側方法で計測、取得された土壌電解質分析情報、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌中の鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設期間情報から、耐用年数腐食有無判定指標を用いて取得され、
画面に、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地との関連で、
取得された土壌電解質分析情報、当該土壌中の元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設年数に対比した形態で、前記腐食量有無データから取得された耐用年数を超えての腐食量有無情報が展開されたマトリックス状診断画像形態で表示されること
を特徴とする鉄性導管腐食状態推測診断方法。
【請求項４】
請求項３に記載された鉄性導管腐食状態推測診断方法において、二つ以上の土壌電解質分析情報が取得され、マトリックス状診断画像に表示されることを特徴とする鉄性導管腐食状態推測診断方法。
【請求項５】
請求項３に記載された鉄性導管腐食状態推測診断方法において、元素成分の含有量計測情報は、マグネシウム、カルシウムおよびマンガンの３元素成分の含有量計測情報であることを特徴とする鉄性導管腐食状態推測診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄性導管腐食推測状態診断装置および鉄性導管腐食状態推測診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、日本の水道管の総施設距離は６１万Ｋｍに達している。そして、耐用年数４０年を超えている水道水は、地球１周分に当たる３．８万Ｋｍに達している。しかしながら劣化による更新はわずかな距離でなされているに過ぎない。水道管の劣化による漏水は極めて大きく、大きな損失となっている。
【０００３】
水道管に限らず、土壌中に埋設される鉄性の導管は極めて多い。
【０００４】
このため、例えば土壌に埋設される鉄性導管である鋳鉄管の腐食深さを予測する手法が提案されてきた。また、腐食に大きな影響を与える土壌についての性質を計測する手法が提案されている。
【０００５】
特許文献１には、埋設環境評価値、埋設期間を用いた埋設環境の関数を用いて腐食深さを予測する方法が記載されている。
【０００６】
非特許文献１には、両極間のガルバニック電流を測定して鋼の腐食速度すること、土壌の腐食性は、土壌抵抗率、土壌のｐＨ，土壌の酸化還元電位、土壌の水分含有量、土壌中の溶解成分などの環境因子を調べることで評価されることが記載されている。
【０００７】
非特許文献２には、4.1.4土壌の腐食性評価には、ANSI A21.5-1999(アメリカ国家規格)による腐食性評価方法およびDVGW GW9-1971(ドイツ水道技術者協会規格)による腐食性評価方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２５４８９２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】電気化学的手法を中心とした土壌腐食計測  その１材料と環境  46巻９号（ページ５４１）１９９７/０９
【非特許文献２】クリモト技報の論文・報告  No.49(2003.9) ダクタイル鋳鉄管外面特殊塗装の耐食性の検証(第二報)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
市町村にとって、計画的に、鉄性導管の外的要因による劣化箇所を特定し更新するかは費用の観点から大きな課題となっている。市町村内の埋設された鉄性導管の多くの箇所の鉄性導管が耐用年数を超えての腐食が生じている恐れがあり、劣化箇所を特定して、更新順序を決定して予算を適切に使用してことが重要な課題となっている。３０年あるいは４０年のもの長い年月埋設されていた鉄性導管の腐食状態を把握することは容易なことではない。市町村にとって重要なのは、劣化箇所を特定して、更新順序を決定することであって、精確な腐食深さが求めることではないし、土壌の精確な腐食性評価方法ではない。水道水が濾水あるいは濾水の恐れのある長年使用の鉄性導管の劣化箇所を迅速に特定して、更新順序を決定することに寄与する発明である。
【００１１】
大々的に鉄性導管付近を掘削して調査を行うことによって、溶出されたＦｅを分析して腐食状態を直接確認することは信頼性が高くなるが、経費が大幅にかかり、また耐用年数の４０年経過後であっても腐食が進行せず、交換不要の場合、掘削費用が無駄になる恐れがある。
【００１２】
特許文献１あるいは非特許文献に記載された技術は参考になるとしても直接的に寄与することにはなっていない。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑み、長年使用の鉄性導管の劣化状態を間接的計測で診断できるようになし、長年使用の鉄性導管の市町村における更新順序を決定するに足りる有効な診断情報を安価にスピーデイに提供出来る鉄性導管腐食状態推測診断装置および鉄性導管腐食状態推測診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、従来注目されて来ていない土壌中の元素の存在、電食作用に着目することでなされたもので、埋設土壌中のＣａ、Ｍｎ、Cr、Ｍｇ等のマイナスイオン化傾向を示す元素物質が、電池の原理で電解質の中で鉄性導管のＦｅを溶かす電食現象に着目すると共に、同一の土壌について二つ以上の土壌分析を行って一つもしくは二つ以上の分析された土壌電解質情報と、土壌中に含まれ、上述のイオン化傾向を示す元素物質についての情報を活用することで、一つもしくは二つの情報を簡便に取得することで推測精度を向上させ、鉄性導管の腐食経年推測データを年数レベルでの精確さでスピーデイのある推測診断に寄与し、更新順序を決定するに便利な情報を提供出来るようにした。
【００１５】
本発明は、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の腐食の腐食状態を推測診断する鉄性導管腐食状態推測診断装置において、
土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地及び埋設深さを含む埋設状況を示す鉄性導管埋設状況情報、  地図上に示された鉄性導管埋設状況情報に基づいて、決定されたボーリング位置情報、ボーリングによって採取された土壌について、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌電解質分析結果を示す土壌電解質分析情報、および採取された土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の含有量計測情報、
電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた、水分量情報、土壌電解質分析情報、および土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の含有量計測情報および鉄性導管の埋設期間から鉄性導管の耐用年数に対する耐用年数を超えての腐食量有無を予め定めた耐用年数腐食有無判定指標を記録する記録手段と、
取得された土壌について異なる計側方法で計測、取得された一つもしくは二つ以上の土壌電解質分析情報、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌中の鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設期間情報から、耐用年数腐食有無判定指標を用いて耐用年数を超えての、電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた腐食量有無データを取得する演算処理手段と、
画面に、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地との関連で、
取得された当該一つもしくは二つ以上の土壌電解質分析情報、当該土壌中の元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設年数に対比した形態で 前記腐食量有無データから取得された耐用年数を超えての腐食量有無情報が展開されたマトリックス状診断画像を表示する画像処理手段と、から構成されること
を特徴とする鉄性導管腐食状態推測診断装置を提供する。
【００１６】
本発明は、上述された鉄性導管腐食状態推測診断装置において、元素成分の含有量計測情報は、マグネシウム、カルシウムおよびマンガンの３元素成分の含有量計測情報であることを特徴とする鉄性導管腐食状態推測診断装置を提供する。
【００１７】
本発明は、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の腐食の腐食状態を推測診断する鉄性導管腐食状態推測診断方法おいて、
記憶手段に、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地及び埋設深さを含む埋設状況を示す鉄性導管埋設状況情報、地図上に示された鉄性導管埋設状況情報に基づいて、決定されたボーリング位置情報、ボーリングによって採取された土壌について、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌電解質分析結果を示す土壌電解質分析情報、および採取された土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の含有量計測情報、
電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた、水分量情報、土壌電解質分析情報、および土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の含有量計測情報および鉄性導管の埋設期間から鉄性導管の耐用年数に対する耐用年数を超えての腐食量有無を予め定めた耐用年数腐食有無判定指標が記録され、
電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた、耐用年数を超えての腐食量有無データが、取得された土壌について異なる計側方法で計測、取得された二つ以上の土壌電解質分析情報、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌中の鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設期間情報から、耐用年数腐食有無判定指標を用いて取得され、
画面に、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地との関連で、
取得された当該二つ以上の土壌電解質分析情報、当該土壌中の元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設年数に対比した形態で、前記腐食量有無データから取得された耐用年数を超えての腐食量有無情報が展開されたマトリックス状診断画像形態で表示されること
を特徴とする鉄性導管腐食状態推測診断方法を提供する。
【００１８】
本発明は、上述された鉄性導管腐食状態推測診断方法において、元素成分の含有量計測情報は、マグネシウム、カルシウムおよびマンガンの３元素成分の含有量計測情報であることを特徴とする鉄性導管腐食状態推測診断方法を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来注目されて来ていない土壌中の元素の存在、電食作用に着目することで新規な鉄性導管腐食状態推測診断方法が提供され、埋設土壌中のＣａ、Ｍｎ、Ｍｇ等のマイナスイオン化傾向を示す元素物質が、電池の原理で電解質の中で鉄性導管のＦｅを溶かす電食現象に着目すると共に、同一の土壌について一つもしくは二つ以上、望ましくは二つ以上の土壌分析を行って二つ以上の分析された土壌電解質情報と、土壌中に含まれ、上述のイオン化傾向を示す金属物質についての情報が活用され、一つもしくは二つの情報が簡便に取得されることで推測精度が向上し、鉄性導管の腐食経年推測データを年数レベルでの精確さでスピーデイのある腐食状態推測診断に寄与し、更新順序を決定するに便利な情報が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例の鉄性導管腐食状態推測診断装置１００をブロックで示す図。
【図２】市町村の一部における鉄性導管の埋設状態を示す地図を示す図。
【図３】ボーリングマシンによる現場確認のための状況調査を示す図。
【図４】本発明構成の原理を示す図。
【図５】海生土壌、淡水生(水生)土壌の特徴を示す図。
【図６】ＡＮＳＩ（Ａ２１．５−１９９９）による土壌の腐食性評価基準を示す図。
【図７】ＤＶＧＷ  ＧＷ９−１９７１による土壌の腐食性評価基準を示す図。
【図８】測定値を記録して、図６、図７に示す腐食性評価基準に基づく評価結果を合計点で示す図。
【図９】土壌中の鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す元素成分の含有量計測情報に基づく腐食性の土壌指標を記録し、判定評価する表を示す図。
【図１０】サンプル調整法を示す図。
【図１１】劣化判定法を示す図。
【図１２】耐用年数に対する腐食有無判定指標を用いて耐用年数を超えての腐食量有無情報を取得する方法を示す図。
【図１３】マトリックス状診断画像を表示する画面。
【図１４（１）】判定例１−８をマトリックス状診断画像で示す図。
【図１４（２）】判定例１−８をマトリックス状診断画像で示す図。
【図１４（３）】判定例１−８をマトリックス状診断画像で示す図。
【図１５（１）】判定例９−１６をマトリックス状診断画像で示す図。
【図１５（２）】判定例９−１６をマトリックス状診断画像で示す図。
【図１５（３）】判定例９−１６をマトリックス状診断画像で示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２２】
図1は、本発明の実施例の鉄性導管腐食状態推測診断装置１００をブロックで示す図である。
【００２３】
図１において、鉄性導管腐食状態推測診断装置１００は、入力手段１１、演算処理手段１２、画像表示処理手段13、記録手段１４およびこれらを結線する通信回路１５から構成される。鉄性導管腐食状態推測診断装置１００には、外部の市町村役場の端末１６および計測装置１７が通信網１８を介して接続される。
【００２４】
入力手段１１は、
・土壌電解質分析結果
・土壌中の当該元素成分含有量
を入力する。当該元素成分含有量とは、採取された土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の計測された含有量をいう。元素成分含有量と約して称する場合がある。
【００２５】
演算処理手段１２は、
・耐用年数を超えての腐食量有無情報の生成を行う。耐用年数は、水道管の場合には４０年であり、本実施例は、耐用年数が付与された鉄性導管が対象になる。このような鉄性導管の場合、内部からの腐食は問題とならない。
【００２６】
画像表示処理手段１３は、
・マトリックス状診断画像の表示を行う。
【００２７】
・埋設年数との対比表示を行う。
【００２８】
記録手段１４には、
・埋設状況情報
・ボーリング位置情報
・土壌電解質分析結果
・土壌中の元素成分含有量
・耐用年数腐食量有無判定指標
・ＡＮＳＩによる土壌の腐食性能評価基準
・ＤＶＧＷによる土壌の腐食性能評価基準
が記録される。すなわち格納される。
【００２９】
市町村役場の端末１６は、鉄性導管の埋設情報を送信する。
【００３０】
計測装置１７は、
・土壌電解分析結果
・土壌中の元素成分含有量
を得て、鉄性導管腐食状態推測診断装置１００に送信する。これらのデータは、直接的溶出Ｆｅ含有量に代替する間接的データで、容易に取得され得る。
【００３１】
鉄性導管腐食状態推測診断装置１００は、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の耐用年数を超えての腐食量有無情報の生成を行う。生成された情報を需要者が利用し易い形態で推測診断結果として画面に表示させる。以下、説明する。
【００３２】
記録手段14は、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地及び埋設深さを含む埋設状況を示す鉄性導管埋設状況情報、地図上に示された鉄性導管埋設状況情報に基づいて、決定されたボーリング位置情報、ボーリングによって採取された土壌について、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌電解質分析結果を示す土壌電解質分析情報、および採取された土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の含有量計測情報、
電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた、水分量情報、土壌電解質分析情報、および土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の元素成分の含有量計測情報および鉄性導管の埋設期間から鉄性導管の耐用年数に対する耐用年数を超えての腐食量有無を予め定めた耐用年数腐食有無判定指標を記録する。土壌電解質分析情報は、水分量情報を含んでいるが、本発明が、電池の原理で電解質の中で鉄性導管のＦｅを溶かす電食現象に着目することでなされたことに伴い、水分量情報が重要なファクターであることに鑑みて一つの独立した情報としている。
【００３３】
演算処理手段１２は、取得された土壌について異なる計側方法で計測、取得された二つ以上の土壌電解質分析情報、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌中の鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設期間情報から、耐用年数腐食有無判定指標を用いて耐用年数を超えての腐食量有無情報を取得する。
【００３４】
画面表示処理手段１３は、画面に、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地との関連で、
取得された当該二つ以上の土壌電解質分析情報、当該土壌中の元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設年数に対比した形態で 取得された耐用年数を超えての腐食量有無情報が展開されたマトリックス状診断画像を表示する。
【００３５】
水道管に限らず、土壌中に埋設される鉄性の導管は極めて多い。本実施例では、これらの鉄性導管と表現して説明する。水道管に特定される場合には、水道管として説明するが、本実施例は、水道管に適用して特に効果があるので、水道管に例を採って説明する。よって、より理解し易くするために、鉄性導管を水道管と具体的にいう場合もある。
【００３６】
鉄性導管の劣化診断に際して、次のような打ち合せがなされ、劣化診断に必要とされる情報の確認、取得あるいは情報の形成がなされる。
【００３７】
打ち合せ事項
・埋設経過年数が、鉄性導管の耐用年数40年以上か
・濾水事故が頻発していないか
・埋設された鉄性導管の埋設状態が分かる図面はあるか
・埋設場所の調査
海岸に近いか、河川敷であった可能性がないか、鉄性導管の近辺で液状化したことがないか、地震の影響がないか、交通機関の影響がないか
・現場確認
予備調査、ボーリング、土壌調査から、水分、電気伝導度、ｐＨ，硫酸イオン、比抵抗、塩素イオン、地下水位、Ｆｅの存在、土壌の色
図２は、市町村の一部における鉄性導管の埋設状態を示す地図１である。地図１から鉄性導管の埋設状況を示す情報が得られる。得られた情報は、鉄性導管腐食年数推測診断装置１００に入力され、記録される。点線２が、鉄性導管の埋設状態を示し、黒点３がボーリング箇所を示す。この図では、8か所のボーリング位置が設定されたことを示す。これらの中には、濾水が報告された箇所があるかもしれない。鉄性導管の埋設に伴う現況状態がスピーデイに把握されることが求められる。
【００３８】
図３は、ボーリングマシン４による現場確認のための状況調査を示す。ボーリングマシン４から、土中に向けてサンプル採取管５が挿入される。その先端部は、鉄性導管の埋設状態情報から得られて鉄性導管の埋設深度から、鉄性導管の側方まで挿入され、土壌サンプルを取得する。鉄性導管が水道管の場合、土中への埋め込み深さ他せいぜい３ｍ程度である。したがって、サンプル採取管５の挿入深さは、せいぜい３ｍ程度である。サンプル採取管５が土中に挿入されると地表から鉄性導管の近傍まで土壌の堆積状態のままサンプル土壌が管内に取得される。地表付近の土壌と埋設された鉄性導管付近の土壌では、性質が大幅に異なることがあるので、鉄性導管付近の土壌が採取される。また、水位測定がなされる。水位測定情報は、鉄性導管腐食状態推測診断装置１００に入力され、記録される。
【００３９】
ボーリングマシンは、市販のボーリングマシンを使用可能であり、鉄性導管を埋設する道路の表面は、１０ｃｍ程度のわずかな穴１個が開けられれば済む。２個にしても従来のように大々的に掘削することを要しない。すなわち、ショベルカーなどによる掘削調査をしなくてよい。
【００４０】
図４は、本発明構成の原理を示す図である。
本発明は、従来注目されて来ていない土壌中の金属の存在、電食作用に着目することでなされた。埋設土壌中には、Ｃａ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｇ等の元素物質が多く含まれている。埋設土壌中のＣａ、Ｍｎ、Cr、Ｍｇ等のマイナスイオン化傾向を示す元素物質が、電池の原理で電解質の中で鉄性導管のＦｅを溶かす電食現象に着目した。これらの元素物質の中でも特にＣａ、Ｍｎ、Ｍｇが重要である。
【００４１】
現場に埋設されている構造物を測定対象とし、測定に必要な配線を土壌中の構造物に結線して電位測定し、測定電位を土壌腐食計測に実際に利用することが知られている。しかし、発明のように土壌の電解質性質と土壌中の元素物質を収集してその量を計測することで腐食傾向を把握することは従来行われて来なかった。
【００４２】
また、同一の土壌について二つ以上の土壌分析を行って二つ以上の分析された土壌電解質情報と、土壌中に含まれ、上述のイオン化傾向を示す元素物質についての情報が活用され、少なくとも二つの情報が簡便に取得されることで推測精度が向上する。
【００４３】
本件発明者らの研究によって判明した水道管劣化メカニズムと対応は、次のようであった。
【００４４】
１．単純な劣化メカニズムであること
埋設水道管が強酸、強アルカリに曝されている状態、地下水位が高く、埋設水道管
が水没している状態、塩化物イオン、硫化物イオンが多く、ｐＨが６以下、または
９以上の状態で劣化が生じている。特に、ｐＨが、５以下、または１０以上である
と劣化が速い。
【００４５】
劣化は、経年劣化で生じている。
【００４６】
これらの状態は、ＡＮＳＩ  Ａ２１．５−１９９９あるいは/およびＤＶＧＷ  Ｇ
Ｗ９−１９７１方式で調査可能である。
【００４７】
２．海生土壌であるかどうかは劣化に大きな影響がある。
【００４８】
海生土壌であるかどうかは、ボーリング調査で容易に判別可能である。
【００４９】
３．土壌中に、Ｃａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｇが多く含まれている時に劣化が生じている。
【００５０】
特に、Ｃａ、Ｍｎ、Ｍｇが多い場合には、劣化速度が速い。その中でもＣａが多い
場合には、土壌が海生であるので一段と劣化速度が速い。マグネシウム、カルシウ
ムおよびマンガンの３元素成分あるいはカルシウムおよびマンガンの３元素成分
の含有量計測情報を採用することが可能である。腐食が見た目にも進んでいるよう
な場合には、カルシウム単元素成分の含有量計測情報を採用することが可能である。
【００５１】
土壌中のこれらの金属の存在量とｐＨ等の土壌溶解質の関係が重要である。
【００５２】
これらの情報は、ボーリングサンプル採取することで容易に得られる。
【００５３】
元素の存在度を理科年表（国立天文台編）で示すと、次にようである。
【００５４】
元素名      存在度
Ｃａ            ３．６０％
Ｍｎ        ９５０ｐｐｍ
Ｍｇ            ２．０９％
Ｃｒ        １００ｐｐｍ
合計            ６．７４％
Ｆｅ（参考）            ６．００％
特に、Ｃａ，Ｍｎが多く、地下水位が高く又は水分が多い土壌では、電池現象によりＦｅが溶解する。更に溶け出したＦｅ＋＋又はＦｅ＋＋＋はＦｅよりイオン化傾向が強いために水道管表面のＦｅの溶出を促進する。
【００５５】
したがって、この条件を把握することで、水道管の劣化状態を判断することができる。
【００５６】
電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた、水分量情報、土壌電解質分析情報、および土壌に含まれる、鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す土壌中の金属成分の含有量計測情報および鉄性導管の埋設期間からおよび鉄性導管の埋設期間から鉄性導管の耐用年数に対する耐用年数を超えての腐食量有無を予め定めた耐用年数腐食有無判定指標は、次のような評価基準で得られる。
【００５７】
図５は、海生土壌、淡水生(水生)土壌の特徴を示す。
【００５８】
図６は、ＡＮＳＩ（Ａ２１．５−１９９９）による土壌の腐食性評価基準を示す。
【００５９】
図７は、ＤＶＧＷ  ＧＷ９−１９７１による土壌の腐食性評価基準を示す。
【００６０】
これらの図において、測定項目については、次のように説明される。
【００６１】
１）比抵抗
土の電気抵抗の大きさを表わす。電気を通しやすいほど（比抵抗がちいさい）腐食の進行は早くなる。
【００６２】
２）ｐＨ
酸性、アルカリ性の指標を示す。
【００６３】
３）Ｒｅｄｏｘ電位
酸化還元電位ともいう。酸素が十分にある好気性か、酸素がない嫌気状態かの指標となる。嫌気状態では硫酸塩還元バクテリアが活動し硫酸塩を硫化物に還元する。バクテリアは、硫酸塩を還元する時に、鉄表面の水素を利用し、鉄の一部硫化鉄として腐食する。
【００６４】
４）水分
砂質土で常に排水がよく乾燥状態にある場合には、殆ど腐食は心配ないといえる。粘土質の土で排水が悪く、常に湿潤状態にあるような土壌は腐食の起こり易い環境にあるといえる。
【００６５】
５）硫化物
硫化反応をみる定性試験を示す。硫化物は、腐食反応を持続させる物質として作用し、土壌中で硫酸塩還元バクテリアの代謝物として生成、すなわち硫酸塩を還元して硫化物を生成されることが多い。
【００６６】
図８は、測定値を記録して、図６、図７に示す腐食性評価基準に基づく評価結果を合計点で示す。
【００６７】
図８に示すように、土壌の特徴が、二つの計測方法、すなわちＡＮＳI  （Ａ２１．５−１９９９）による評価とＤＶＧＷ  （ＤＷ０−１９７１）による腐食性評価として土壌電解質情報および水分情報が取得される。
【００６８】
鉄性導管の埋設期間から鉄性導管の耐用年数に対する耐用年数を超えての腐食量有無を予め定めた耐用年数に対する腐食有無判定指標の事例は、次のような形態からなる。ＡＮＳＩ、ＤＶＧＷは、電解質性状を示す。
【００６９】
表１  耐用年数に対する腐食有無判定指標
年数      水分    ＡＮＳI    ＤＶＧＷ  元素量      評価
４０年超    多い  １０．０＞  −１０＜  ７＞      腐食が激しい。交換要
１０．０＜  −１０＞  ７＞      腐食が進んでいるが緊急性なし  
１０．０＞  −１０＜  ３．５＜  腐食は進んでいない。
【００７０】
少ない１０．０＞  −１０＜  ７＞      腐食は経年並み
１０．０＜  −１０＞  ７＞      腐食は経年のみ（小）
１０．０＜  −１０＞  ３・５＜  殆ど腐食がない。
【００７１】
４０年以下  多い１０．０＞  −１０＜  ７＞      腐食が進んでいる。  
ＡＮＳIおよびＤＶＧＷが水分データを含んでいるのにもかかわらず水分についてのデータを一つの重要指標項目としているのは、ＡＮＳIおよびＤＶＧＷが水分についての腐食評価を小さく扱っていることによる。水分は、耐用年数に対する腐食有無判定指標として重要なファクターとなることによる。このように水分について調査項目が指標項目の一つとされるのは、電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいている。ＡＮＳIおよびＤＶＧＷの水分データデータ項目を削除して、独立項目にしてもよい。この場合には、ＡＮＳIおよびＤＶＧＷは、水分データを含まない土壌電解質情報となる。
【００７２】
元素量は、当該元素含有量（土壌中の重量％）を示す。７％は、通常の土壌（６．４％）よりも当該元素含有量が多いかが比較される。
【００７３】
ＡＮＳＩが、１０点以上であれば腐食性土壌と判定される。また、ＤＶＧＷが−１０以下であると腐食性土壌と判定される。                                              
１．経年数４０年以上、水位が高く、ＡＮＳＩ  １０．０＞、ＤＶＧＷ  −１０＜、元素の存在量が多い場合は、劣化度が激しく、鉄性導管は耐用年数を超えているので、交換を要する。
２．経年数４０年以下であっても、水位が高く、ＡＮＳＩ  １０．０＞、ＤＶＢＧＷ−１０＜で、土壌中の当該元素物質の存在度が７より大きい場合、劣化は設計値に比べて相当進んでいる。このような場合には、事故に繋がる恐れがあるので、鉄性導管交換を早めることが求められる。特にＣａの存在度が大きい場合、鉄性導管交換を早める。
３．経年数４０年以上でも、水分が少なく、ＡＮＳＩ  １０．０＜、ＤＶＧＷ  −１０
＞、当該元素物資の存在度が小さい場合には、殆ど腐食しない。したがって、この
場合、鉄性導管交換は先延ばしできる。
４．経年数４０年以上で、水分が多くても、ＡＮＳＩ  １０．０＞、ＤＶＧＷ  −１０＜、土壌中の当該元素物質の存在量が３，５％以下の場合は、経年劣化は少ない。したがって、鉄性導管交換には緊急性がない。
【００７４】
取得された土壌について異なる計側方法で計測、取得された二つ以上の土壌腐食性評価方法による土壌電解質分析情報に基づく劣化評価を示すと次のようになる。
【００７５】
土壌腐食性評価方法              点数      評価結果
耐用年数４０年以上の鋼管                  腐食の可能性大（特に大）
ＡＮＳＩ  Ａ２１．５−１９９９  10.0以上  腐食性が強い
ＤＶＧＷ  ＧＷ９−１９７１      ＜１０    著しく腐食性あり
（マイナスで評価、例えば−２３．５）
図９は、土壌中の鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す元素成分の含有量計測情報に基づく腐食性の土壌指標を記録し、判定評価する表を示す図である。
【００７６】
この図で、溶出は、サンプル土壌に、土壌重量の１〜２倍の蒸留水を加え、静かに撹拌し、放置し、ろ過し、残留サンプルを計測することで求められる。
【００７７】
含有は、土壌の含有量から求められる。
【００７８】
図１０は、サンプル調整法を示す。
【００７９】
図１１は、劣化判定法を示す。
【００８０】
図１１に示すように、Ｆｅよりもマイナスのイオン化傾向を示す含有金属の合計による存在度に基づいて判定がなされる。判定は、埋設水道管交換の緊急性を表わしたのもとなる。
【００８１】
例えば、Ｆｅよりもマイナスのイオン化傾向を示す含有金属の合計が、
３％以内    金属の腐食性は少ないので、水道管の劣化は軽微
３〜７％  経年により劣化は進行しているが、緊急性はない。
【００８２】
７％以上  経年を加味し緊急性が求められる。
ことが、経験上の知識に基づいて予め定められる。
【００８３】
含有金属の合計は、水道管近辺の土壌での存在度が採用される。図３に示すサンプル採取管の採用によって水道管近辺の土壌を容易に採取することが出来る。経験的に、上部の土壌中の含有金属の存在の程と比較して判定できる場合がある。
【００８４】
１０％以内    金属の腐食性は少ないので、水道管の劣化は軽微
２０〜５０％  経年により劣化は進行しているが、緊急性はない。
【００８５】
５０％以上    経年を加味し緊急性が求められる。
【００８６】
これらの二つの判定を組み合わせて判定に用いることが出来る。
【００８７】
図１１に示す判定結果から、
図１２は、耐用年数に対する腐食有無判定指標を用いて耐用年数を超えての腐食量有無情報を取得する方法を示す図である。
【００８８】
上述したように、計測装置１７によって土壌電解質分析結果データ、水分量データおよび土壌中の当該元素成分の含有量データが取得された。また、市町村役場の端末１６から埋設状況データが取得された。
【００８９】
これらの取得された情報が、鉄性導管腐食状態推測診断装置１００に入力され、鉄性導管埋設期間情報２１、水分量データ２２、第１の土壌電解質分析データ２３、第の土壌電解質分析データ２４および当該元素物質の含有量データ２５となる。加えて、Ｆｅ含有量分析データ２６が参考データとして取得された。
【００９０】
鉄性導管埋設期間情報２１、水分量データ２２、第１の土壌電解質分析データ２３、第２の土壌電解質分析データ２４および当該元素物質の含有量データ２５が、表１に示す耐用年数に対する腐食有無判定指標が参照されて耐用年数に対する腐食有無判定２７がなされ、耐用年数に対する腐食有無情報が取得される。この判定は、鉄性導管腐食状態推測診断装置１００によって行うことが出来るが、需要者自身が画面に表示された各データを参照することで判定して、判定結果を鉄性導管腐食状態推測診断装置１００に入力することもできる。この判定に際して、加えて、Ｆｅ含有量分析データ２６が参考データとして使用するようにしてもよい。特に、水道管近辺とＦｅ溶出の影響が認められない地点での２か所でのボーリングでＦｅ含有量を分析し、溶出Ｆｅ含有量を推定した場合には、推定溶出Ｆｅ含有量分析データは、参考になる。
【００９１】
鉄性導管埋設期間情報２１、水分量データ２２、第１の土壌電解質分析データ２３、第２の土壌電解質分析データ２４および当該元素物質の含有量データ２５が用いられて判定２７がなされる。この判定は、耐用年数３０年、４０年、多くの場合４０年を超えての腐食量があるかを判定するものであり、長年使用の鉄性導管の劣化状態を間接的計測で診断できるようになし、長年使用の鉄性導管の市町村における更新順序を決定するに足りる有効な診断情報を安価にスピーデイに提供出来れば足りる。鉄性導管埋設期間情報２１、水分量データ２２、第１の土壌電解質分析データ２３、第２の土壌電解質分析データ２４および当該元素物質の含有量データ２５が閾値を超えたかどうかによってコンピュータで機械的に判定することができるが、長年の経験を活かしての専門家によって判定され、その結果がコンピュータ、すなわち鉄性導管腐食状態推測診断装置１００に入力されるようにすることが望ましい。このような経験に基づく判定によれば、土壌中のＣａ含有量が他の物質に比して重要視される。また、場合によっては、マンガンの含有量が重要視される。  取得された耐用年数に対する腐食有無情報は、図１３に示すマトリックス状診断画像２８の形成の１要素とされる。判定例を示す。
【００９２】
判定例１
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４０年
水分量    水位高い
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １１．０
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１１
当該元素含有量  ８％
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食有が推定され、鉄性導管の交換を要する。
【００９３】
判定例２
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４５年
水分量    水位高い
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １０．０
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１２
当該元素含有量  ８％
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食有が推定され、鉄性導管の交換を要する。
【００９４】
判定例３
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４０年
水分量    乾性
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  ９．０
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −８
当該元素含有量  ６％
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食有なしと推定され、鉄性導管の交換に緊急性が認められない。
【００９５】
判定例４
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４０年
水分量    水位高い
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １３．０
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１２
当該元素含有量  ８％
耐用年数に対する腐食有無判定    耐用年数を超えての腐食有が推定され、鉄性導管の交換を要する。
【００９６】
判定例５
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４０年
水分量    水位低く水分量少ない
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １０．０
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −９
当該元素含有量  ６％
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食なしと推定され、鉄性導管の交換に緊急性が認められない。
【００９７】
判定例６
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４０年
水分量    水位低く水分量少ない
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  ８．０
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −６
当該元素含有量  ３．５％
耐用年数腐に対する食有無判定  耐用年数を超えての腐食なしが推定され、鉄性導管の交換に緊急性が認められない。
【００９８】
判定例７
耐用年数  ４０年
埋設年数  ３０年
水分量    水位高い
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １１．０
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１３
当該元素含有量  １０％  特にＣａ含有量が多い。
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食有が推定され、鉄性導管の交換を要する。
【００９９】
判定例８
耐用年数  ４０年
埋設年数  ２０年
水分量    水生、水位高い
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １１．０
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１２
当該元素含有量  ５％
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食なしが推定され、鉄性導管の交換に緊急性が認められない。
【０１００】
判定例９
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４０年
水分量    海生
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １１．０、または
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１１
当該元素含有量  ８％
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食有が推定され、鉄性導管の交換を要する。
【０１０１】
判定例１０
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４５年
水分量    水位高い
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １０．０、または
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１２
当該元素含有量  ８％
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食有が推定され、鉄性導管の交換を要する。
【０１０２】
判定例１１
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４０年
水分量    乾性
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  ９．０、または
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −８
当該元素含有量  ６％
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食有なしと推定され、鉄性導管の交換に緊急性が認められない。
【０１０３】
判定例１２
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４０年
水分量    水位高い
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １３．０、または
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１２
当該元素含有量  ８％
耐用年数に対する腐食有無判定    耐用年数を超えての腐食有が推定され、鉄性導管の交換を要する。
【０１０４】
判定例１３
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４０年
水分量    水位低く水分量少ない
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １０．０、または
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −９
当該元素含有量  ６％
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食なしと推定され、鉄性導管の交換に緊急性が認められない。
【０１０５】
判定例１４
耐用年数  ４０年
埋設年数  ４０年
水分量    水生、水位低く水分量少ない
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  ８．０、または
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −６
当該元素含有量  ３．５％
耐用年数腐に対する食有無判定  耐用年数を超えての腐食なしが推定され、鉄性導管の交換に緊急性が認められない。
【０１０６】
判定例１５
耐用年数  ４０年
埋設年数  ３０年
水分量    海生、水位高い
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １１．０、または
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１３
当該元素含有量  １０％  特にＣａ含有量が多い。
耐用年数に対する腐食有無判定  耐用年数を超えての腐食有が推定され、鉄性導管の交換を要する。
【０１０７】
判定例１６
耐用年数  ４０年
埋設年数  ２０年
水分量    水生、水位高い
ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １１．０、または
ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１２
当該元素含有量  ５％
耐用年数に対する腐食有無判定耐用年数を超えての腐食なしが推定され、鉄性導管の交換に緊急性が認められない。
【０１０８】
判定例１−８において、３つ以上の土壌電解質分析データを参照することを排除しない。しかし、二つの土壌電解質分析データを参照すれば十分に評価できる。
【０１０９】
図１３は、マトリックス状診断画像を表示する画面を示す。このマトリックス状診断画像は、方円・放射状表示としてある。
【０１１０】
マトリックス状診断画像画面９０は、この例の場合に方円上に形成され、Ｘ軸上に
ＡＮＳＩ分析データおよび当該元素含有量分析データが、そしてＹ軸にＤＶＧWデー
タおよび経年が表示される。耐用年数に対する腐食有無判定指標が、ＡＮＳＩ点１０点、ＤＶＧＷ点‐１０点、当該元素含有量７％、耐用年数４０年（耐用年数が３０年の場合は３０年）の太い実線で示される。この太い実線からの乖離状態で、鉄性導管の耐用年数に対する交換の緊急性が見て取れることになる。
【０１１１】
マトリックス状診断画像画面９０に、電解質を介して、異なる金属成分が接していることに起因して電池的現象を引き起こす腐食の原理に基づいた、水分量データを一軸として加えることができる。水分量データは、ＡＮＳＩ，ＤＶＧＷのいずれにも含まれた情報であるので、図１３に示すように簡略表示することが出来る。
【０１１２】
図１３に、水分量データが表示されていないのは、市町村役場へのデータ提供としては、診断結果が重要であり、水分量データまで表示することを要せず、図１３に示すデータが表示されていれば十分であることによる。勿論、図１３に一軸を加えて、水分データを表示することは望ましい表示方法として推奨される。ＡＮＳIおよびＤＶＧＷの水分データデータ項目を削除して、独立項目にした場合には、水分データを表示することは望ましい。
【０１１３】
図１４は、上述した判定例１−８をマトリックス状診断画像で示している。
【０１１４】
図１４は、図１３に構成に基づいたマトリックス状診断画像である。図１３について述べたようにこの図に水図量データが一軸として加えられてもよい。
【０１１５】
これらの例で示すように、図１２に示す各データをマトリックス状診断画像にすることによって、画面に、土中に長年にわたり埋設された鉄性導管の地図上の埋設地との関連で、取得された耐用年数、当該二つ以上の土壌電解質分析情報、当該土壌中の元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設年数に対比した形態で 取得された耐用年数を超えての腐食量有無情報が展開され、市町村需要者にとって極めて判断に寄与する情報が得られたことになる。
【０１１６】
マトリックス状に診断画像を表示する方法としては、方円・放射状表示でなくてもよい。グラフ表示、面積表示等従来から用いられてきた各種の表示方法が適宜採用されてよい。
【０１１７】
図１５は、上述した判定例９−１８をマトリックス状診断画像で示している。表示方法は、図１４に記載した方法と同じである。
【０１１８】
ここで、図１５には、ＡＮＳＩによる第１の土壌電解質分析データ  １１．０が記載されているが、ＤＶＧＷによる第２の土壌電解質分析データ  −１１と置換してもよい。またこれらの二つのデータを併記してもよいし、平均的なデータとしてもよい。以下、同じである。
【符号の説明】
【０１１９】
１１…入力手段、１２…演算処理手段、１３…画像表示処理手段、１４…データベース、１６…市町村役場の端末、１７…計測装置、２１…鉄性導管埋設期間データ、２２…水分量データ、第１の土壌電解質分析データ、第２の土壌電解質分析データ、２５…当該元素含有量データ、２６…Ｆｅ含有量分析データ、９０…マトリックス状診断画像画面、１００…鉄性導管腐食状態推測診断装置。
【要約】
【課題】長年使用の鉄性導管の市町村における更新順序を決定するに足りる有効な診断情報を安価にスピーデイに提供する。
【解決手段】耐用年数を超えての腐食量有無データが、取得された土壌について異なる計側方法で計測、取得された二つ以上の土壌電解質分析情報、土壌に含有される水分の水分量情報、土壌中の鉄よりもマイナスのイオン化傾向を示す元素成分の含有量計測情報、および鉄性導管埋設期間情報から、耐用年数腐食有無判定指標を用いて取得される。
【選択図】図１３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005499272.tif 000014
【図１４（１）】
0005499272.tif 000015
【図１４（２）】
0005499272.tif 000016
【図１４（３）】
0005499272.tif 000017
【図１５（１）】
0005499272.tif 000018
【図１５（２）】
0005499272.tif 000019
【図１５（３）】
0005499272.tif 000020